Pfannkucheneis, Nilas und Frazil-Eis? Diese verschiedenen Arten von Meereis gibt es – und so entstehen sie

Als zentraler Bestandteil der Polarregionen beeinflusst Meereis das globale Klimasystem grundlegend. Mit dem Klimawandel schwindet es jedoch zusehends, besonders in der Arktis. Die verschiedenen Arten von Meereis, wie Frazil-, Pfannkuchen-, Treib- und Packeis, spielen eine Schlüsselrolle in physikalischen Prozessen wie der Eisbildung, -bewegung und -schmelze.

Pfannkucheneis
Pfannkucheneis entsteht bei starkem Seegang. Bild: Denis Luyten/Public Domain

Große Teile der Polarregionen sind von Meereis bedeckt. Besonders in der Arktis zeigt sich ein dramatischer Rückgang, sodass der Arktische Ozean in manchen Sommern bald vollständig eisfrei sein könnte. Doch was macht Meereis so besonders?

Meereis entsteht aus gefrierendem Meerwasser und schwimmt darauf. Im Gegensatz dazu entstehen Eisschilde, Schelf- und Gletschereis an Land aus gefrorenem Niederschlag.

„Meereis entsteht, wenn Meerwasser gefriert“, lautet die Definition des Alfred-Wegener-Instituts. „Es bildet sich insbesondere in der Arktis und der Antarktis“, wobei es je nach Jahreszeit größere oder kleinere Flächen des Ozeans bedeckt: Im September sind in der Arktis die Meereisflächen weitestgehend abgeschmolzen, während das Meereis am Südpol seine maximale Ausdehnung erreicht.

Arktisches Meereis
Blick auf arktisches Meereis. Bild: Alfred-Wegener-Institut / Mario Hoppmann CC-BY 4.0

Nach Angaben des Deutschen Klimakonsortiums hat die Meereisausdehnung in der Arktis von 1979 bis 2012 jährlich um 3,8 % abgenommen – die Eisdicke im selben Zeitraum sogar um 1,8 Meter. In der Antarktis nahm die jährliche Ausdehnung hingegen leicht um 1,5 % zu, wobei jedoch starke regionale Unterschiede eine präzise Erfassung der Veränderungen erschweren.

Stufen der Meereisbildung

Die Entstehung von Meereis erfolgt in mehreren Phasen, die maßgeblich von Witterungsbedingungen und Seegang beeinflusst werden. Bei Temperaturen unter –6 °C bildet sich zunächst ein matschiges Gemisch aus Eiskristallen und Wasser, das sogenannte Frazil-Eis.

Je nach Witterung entwickeln sich daraus unterschiedliche Eisformen: Bei ruhiger See und Windstille entsteht eine glatte, dünne Eisfläche, die sogenannte Nilas, durch die das Ozeanwasser dunkelblau hindurchschimmert.

Bei Wellengang und Wind hingegen bildet sich Pfannkucheneis – runde Eisplatten mit aufgeworfenen Rändern, die durch das gegenseitige Zusammenstoßen von Eisplatten entstehen. Die Platten können bis zu 5 Meter Durchmesser erreichen.

Treibeis, Packeis und Presseis

Freischwimmendes Meereis wird allgemein als Treibeis bezeichnet. Während Eisberge theoretisch auch darunterfallen, umfasst der Begriff im engeren Sinne jedoch Eisschollen, die aus gefrorenem Meerwasser entstanden sind. Eisberge bestehen aber aus Süßwasser: Sie sind von Gletschern und Eisschilden abgebrochen und aufs Meer gedriftet. – Im Gegensatz zu Treibeis bezeichnet man Eis, das sich an der Küste festsetzt, als Festeis.

Treibeis, Packeis und Presseisrücken
Treibeis, Packeis und Presseisrücken in der Arktis. Bild: Alfred-Wegener-Institut/Stefan Hendricks CC-BY 4.0

Wenn Eisschollen durch Wind und Strömungen so dicht zusammengedrückt werden, dass sie nicht mehr einzeln treiben, entsteht Packeis – die häufigste Form von Meereis. Überlagern sich Eisschollen, macht es die Schifffahrt nahezu unmöglich. Durch anhaltenden Druck der Eisschollen entstehen schließlich Presseishügel, die Tiefen von über 20 Metern erreichen können.

Im Sommer schmilzt das Meereis großflächig, wobei Schmelztümpel entstehen. Diese weisen eine dunklere Farbe auf und absorbieren mehr Sonnenstrahlen, was das Abschmelzen weiter beschleunigt.

Schmelzwassertümpel
Arktisches Meereis mit Schmelzwassertümpeln im Spätsommer. Bild: Alfred-Wegener-Institut/Stefan Hendricks CC-BY 4.0

Die Lebensräume auf und unter dem Meereis variieren je nach dessen Alter. Mehrjähriges Eis kann beispielsweise von Eisbären bewohnt werden, während ein- oder zweijähriges Eis vor allem Lebensraum für Robben, Fische und Krabbentiere bietet, die sich von unter dem Eis wachsenden Algen ernähren.

Globale Erwärmung und der Eis-Albedo-Effekt

Ohne Meereis wären die klimatischen Verhältnisse auf der Erde grundlegend anders. Meereis wirkt wie eine isolierende Schicht zwischen Ozean und Atmosphäre, reduziert den Energieaustausch und beeinflusst die Meeresströmungen. Zudem spielt es durch sein hohes Rückstrahlvermögen (Albedo) eine zentrale Rolle im Klimasystem. Wie stark Meereis das Klima beeinflusst, zeigt sich insbesondere durch den Eis-Albedo-Effekt.

Der Eis-Albedo-Effekt ist ein klimatischer Rückkopplungsmechanismus, bei dem das Schmelzen von Eisflächen die Rückstrahlung (Albedo) verringert und dunklere Oberflächen mehr Wärme absorbieren. Das verstärkt den Erwärmungseffekt und führt zu weiterem Eisverlust.

In der Arktis sind die Auswirkungen besonders stark: Die durchschnittliche Lufttemperatur ist dort in den letzten 43 Jahren um über 3 Grad Celsius gestiegen – deutlich stärker als in anderen Weltregionen. Parallel dazu wurde ein drastischer Rückgang der arktischen Meereisbedeckung verzeichnet.

Das Verständnis der zyklischen Ab- und Zunahme des Meereises kann uns dabei helfen, die langfristigen Auswirkungen des Klimawandels besser vorherzusagen. Es ermöglicht eine genauere Modellierung von Temperatur- und Wetterveränderungen, hilft bei der Einschätzung von Meeresspiegelanstiegen und unterstützt die Entwicklung von Anpassungsstrategien für betroffene Regionen und Ökosysteme.